แรงโน้มถ่วงส่งผลกระทบต่อความยาวคลื่นของแสงอย่างไร

หากสมมุติว่าฉันและไฟฉายที่ขับเคลื่อนด้วยจรวดของฉันตกลงมาที่จุดศูนย์กลางของหลุมดำ ไฟฉายอยู่ห่างจากฉันไม่กี่กิโลเมตรหลังจากที่เราเดินทางไปยังใจกลางของหลุมดำ แต่เนื่องจากมันขับเคลื่อนด้วยจรวดจึงสามารถรักษาระยะห่างที่แน่นอนให้กับฉันได้ระยะหนึ่ง

ประเด็นก็คือ; ระยะห่างระหว่างฉันกับไฟฉายคงที่ตราบใดที่ฉันสังเกต

โฟตอนที่มาจากไฟฉายจะเห็นได้ชัดว่าไม่ใช่จรวดขับเคลื่อน - และพวกเขาจะได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ

แสงที่ฉันเห็นจากไฟฉายจะเปลี่ยนเป็นสีแดงหรือสีน้ำเงินแม้ว่าระยะทางระหว่างฉันกับไฟฉายที่รักของฉันจะคงอยู่หรือไม่?

ถ้าเป็นเช่นนั้น เปลี่ยนตำแหน่งของฉันและไฟฉายของฉันมันจะเปลี่ยนสีที่ฉันสังเกตหรือไม่?

ถ้าเราปิดจรวดบนไฟฉายฉันคิดว่ามันจะถูกเปลี่ยนเป็นสีแดงโดยไม่คำนึงว่ามันจะเข้าใกล้ความเป็นเอกเทศมากน้อยแค่ไหน

คำตอบบางส่วน: ต่ำกว่าศักยภาพที่แรงโน้มถ่วงช้านาฬิกาให้ดูที่การขยายเวลาความโน้มถ่วง ซึ่งหมายความว่าตราบใดที่ไฟฉายของคุณอยู่ด้านหลังคุณในระยะทางที่คงที่จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน ด้วยการแลกเปลี่ยนบทบาท (แสงด้านล่างคุณในระยะห่างคงที่) จะปรากฏเป็นสีแดง ด้วยความหลากหลายของสนามแรงโน้มถ่วงการเปลี่ยนแปลงจะเพิ่มขึ้นตามเวลาในขณะที่ตกอยู่ในระยะห่างคงที่

สิ่งนี้เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงของ Einstein ซึ่งไม่เหมือนกับเอฟเฟ็กต์ของ doppler ผลของ doppler นั้นเกิดจากความเร็ววัตถุที่สัมพันธ์กับผู้สังเกตการณ์